Algoritma Meningkatkan Kinerja Quadrotor Drone
Ketika sebuah pesawat terbang terlalu banyak membelok ke atas, penurunan daya angkat dan peningkatan gaya hambat dapat menyebabkan kendaraan tiba-tiba jatuh. Dikenal sebagai kios, fenomena ini telah mendorong banyak produsen drone untuk melakukan kesalahan dengan sangat berhati-hati ketika mereka merencanakan pergerakan penerbangan otonom kendaraan mereka. Untuk drone tail-sitter lepas landas dan mendarat vertikal (VTOL), sebagian besar produsen memprogram pesawat sehingga badan kendaraan berputar sangat lambat setiap kali transisi dari melayang ke terbang maju dan sebaliknya.
Para peneliti telah menciptakan perencana lintasan yang secara signifikan mempersingkat waktu yang dibutuhkan drone tail-sitter VTOL untuk melakukan transisi penting ini. Perencana lintasan dirancang untuk quadrotor biplane tail-sitter yang digunakan untuk menguji fitur desain baru dan mempelajari aerodinamika dasar.
Pengasuh ekor VTOL biasanya mengandalkan pendekatan berbasis heuristik setiap kali mereka bertransisi antara melayang dan terbang ke depan, di mana mereka mengikuti serangkaian tindakan yang telah ditentukan sebelumnya sangat lambat tetapi sangat aman. Sebaliknya, perencana lintasan dapat menemukan urutan gerakan penerbangan yang optimal untuk transisi ini yang disesuaikan dengan setiap situasi. Para peneliti menemukan ketersediaan manuver yang lebih gesit ini ketika mereka memodelkan interaksi unik antara putaran rotor kendaraan dan aerodinamika sayapnya.
Jika kendaraan melayang, sayapnya mengarah ke atas dan rotor berputar di atasnya secara konstan; untuk mulai menggerakkannya ke depan, seseorang akan menyeret sayapnya secara efektif mendatar di udara. Pada kenyataannya, karena udara yang ditiupkan ke sayap, sebenarnya tidak terlihat banyak hambatan. Sebagai hasil dari downwash ekstra dari rotor ini, tail-sitter VTOL dapat menangani transisi yang lebih agresif antara melayang dan terbang ke depan daripada yang diperkirakan.
Melalui simulasi, para peneliti menemukan bahwa penggabungan rotor pada gangguan bangun angin ke dalam perencana lintasan memungkinkan drone untuk beralih ke melayang dan mendarat dalam waktu setengah waktu dibandingkan dengan pendekatan konvensional. Tim percaya bahwa perencana lintasan pada akhirnya memungkinkan drone untuk secara cerdas beralih antara melayang dan terbang maju saat menavigasi melintasi daerah padat atau perkotaan.
Penggabungan model penerbangan yang lebih canggih dalam perencana lintasan akan memberi drone pemahaman yang lebih baik tentang lingkungan aerodinamis yang kompleks saat bergerak; misalnya, jika ada gedung yang menghalangi, apakah lebih masuk akal untuk terbang di atas gedung atau di sekitar gedung?
Setelah perencana lintasan menjalani lebih banyak uji coba simulasi, para peneliti berencana untuk menghubungkan perangkat lunak ke model perangkat keras untuk memastikan tingkat ketahanan yang tinggi sebelum mereka memulai uji terbang. Transisi yang lebih cepat dan lebih efisien antara melayang dan terbang ke depan pada akhirnya akan membantu Angkatan Darat mengembangkan kendaraan baru untuk misi intelijen, pengawasan, dan pengintaian serta operasi pasokan udara.
